如何通过多激光器3D打印技术构建高完整性的金属零件(3)
时间：2019-01-15 22:04 来源：南极熊 作者：中国3D打印网 阅读：次
熔化行为的变化，激光互动机制
那么，导致下风向样件机械性能和熔化质量下降的根本原因是什么？ 下风向激光如何受到上风向相邻激光的影响？
有三种可能的互动机制：
-通过空气中的冷凝物削弱聚焦 – 导致激光点强度降低
图片来源：Renishaw
-空气飞溅和冷凝物的阻塞 – 阻碍全部激光能量到达粉末床
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-组件中加入了飞溅物 – 粉末床中存在的大颗粒使粉末免受激光能量的影响
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这些三种互动机制是相互影响的，激光能量强度的损失导致熔化过程的激烈程度下降，进而使飞溅以较低的速度出现，从而落在更接近熔池的地方，增加飞溅物随后掺入组件中的可能性。表面粗糙度和熔化缺陷
下风向样件的较弱机械性能是由熔化行为变化引起的。研究人员在预加工样件的表面粗糙度中看到了有关证据，这与拉伸强度的损失（如下图所示）和延展性密切相关。在表面可以看出材料质量的降低，这是下方向激光器出现散焦的证明。表面粗糙度可以作为不利激光相互作用的指标。
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上图是28个经过热处理的Inconel-718拉伸试样的表面粗糙度和极限抗拉强度图。 表面粗糙度是机械性能的良好指标。当观察拉伸断裂表面时，可以看到固化材料在其最薄弱点处的质量。 对于处在最下风向的样件，研究人员在断裂表面观察到许多缺陷，表面光滑证明层间缺乏熔合。 由于在这些熔体缺陷处裂缝表面的加速聚结，因此发生过早失效，在周围材料上施加更多应力并降低试样的强度。
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上图为热处理 下风向Inconel-718样件拉伸样品的断裂表面SEM图像。平滑缺陷区域与构成大部分断裂表面的粗糙延性断裂区域形成对比。下层的熔体轨迹的上表面清晰可见，表明在这些缺陷区域中没有熔合。
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在这个极端的例子中，在6毫米规格直径上分布有大约100个缺乏熔合缺陷。同时，上风向样件没有明显的缺乏熔合缺陷，并呈现出典型的“杯形和锥形”延性断裂面（如上图所示）。
以生产为导向的多激光器金属3D打印设备通过多个激光器来提高增材制造的生产效率，多重激光既可以分别制造独立的零件，也可以协同制造一个单件大型部件。这样的灵活性，使得增材制造生产效率得到提升，并降低了制造成本。
(责任编辑：admin)
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